土的力学行为指土体在外力作用下表现出的变形与强度特征,水力学行为指土体中水在水头作用下在孔隙中的保持能力与流动现象。土体力学与水力学行为是同时发生、相互影响、相互关联并构成一体的;相较其它土类,膨胀土由于其典型的胀缩性、裂隙性、超固结性,其力学与水力学行为更为复杂,开展非饱和膨胀土力学与水力学行为的数值模拟研究具有重要科学意义与应用价值。为此,基于荆门膨胀土系统的力学与水力学试验成果,本文开展了非饱和渗流与边坡稳定性的数值模拟。结论如下:基于Geo Studio软件平台,采用Morgenstern-Price法开展考虑初始结构与应力水平影响的膨胀土边坡稳定分析,结果表明:采用相同初始密度的原状样峰值强度计算出的边坡安全系数Factor of safety（Fs）大于压实样峰值强度计算出的Fs,这是由于初始结构的影响。采用直剪试验获得的原状样、压实样残余强度计算出的Fs竟大于直剪试验获得的泥浆固结样峰值强度（完全软化强度）计算出的Fs;究其原因:排水反复直接剪切试验的剪切位移为50 mm,未达到残余强度相应剪切位移100-500 mm,导致强度取值偏高。采用剪切位移264 mm的环剪试验测得的残余强度计算出的Fs低于完全软化强度计算出的Fs,证实了以上推测。采用原状样、压实样实测峰值抗剪强度线、实测残余抗剪强度线计算出Fs小于采用Mohr-Coulomb抗剪强度直线拟合获得抗剪强度参数计算出的Fs,后者高估Fs值高达75%,体现出抗剪强度的应力水平效应对边坡稳定影响显著。基于Hydrus软件平台,采用已有土水特征与非饱和渗透系数函数模型参数,开展了荆门膨胀土非饱和直剪与三轴试验吸湿过程数值模拟。针对为期7 d～13 d的直剪试样吸湿过程、为期148 d～322 d的三轴试样吸湿过程取得了决定系数R~2分别为0.79与0.96的模拟效果。一方面校核验证非饱和土试验结果的正确性,另一方面可通过该方法代替部分历时漫长的非饱和土试验工作,更好为相关工程服务。基于Geo Studio软件平台,采用已有荆门膨胀土非饱和渗透系数函数模型参数与抗剪强度参数,开展5种雨强下膨胀土边坡非饱和渗流数值模拟及相应稳定性分析,结果表明:小雨中雨20 d边坡仍未达到整体饱和,大雨16 d、暴雨与大暴雨12d边坡整体饱和;暴雨与大暴雨工况下非饱和渗流场变化规律相近,原因是:其雨强均接近于该膨胀土的饱和渗透系数。降雨持时对Fs影响显著,即持续降雨显著降低边坡的安全系数。若采用完全软化强度,大雨持时5 d、暴雨与大暴雨持时3 d边坡失稳;若采用残余强度,小雨持时7 d、中雨持时3 d、大雨暴雨大暴雨持时1 d边坡失稳。